Version 1.0 L.A.M.A 12 oktober 2016 Status Granskad Samtliga projektmedlemmar 2016-09-21 Godkänd Andreas Bergström 2016-09-23
Projektidentitet Gruppmail: Hemsida: Beställare: Kund: Kursansvarig: Projektledare: Handledare: http://www.isy.liu.se/edu/projekt/reglerteknik/2016/forklift/ Andreas Bergström, ISY, Linköpings universitet Telefon: +46 (0)10-711 54 54, Mail: andreas.bergstrom@liu.se Emil Selse, Toyota Material Handling Telefon: +46 (0)702032254, Mail: emil.selse@toyota-industries.eu Daniel Axehill, ISY, Linköpings universitet Telefon: +46 (0)13 284042, Mail: daniel@isy.liu.se Jenny Stenström Erik Hedberg, ISY, Linköpings universitet Telefon: +46 (0)13 281338, Mail: erik.hedberg@liu.se Samuel Lindgren, Toyota Material Handling Telefon: +46 (0)767614024, Mail: samuel.lindgren@toyota-industries.eu Gruppmedlemmar Namn Ansvarsområde Telefon Mail (@student.liu.se) Johan Almgren Testansvarig 070-206 72 45 johal611 Henrik Andersson Dokumentansvarig 073-854 77 79 henan562 Gustav Elingsbo Informationsansvarig 073-685 19 75 gusel411 Mikael Hartman Integrationsansvarig 076-771 13 38 mikha130 Petter Landerhed Designansvarig 070-627 82 52 petla189 Andreas Norén Mjukvaruansvarig 072-394 89 95 andno111 Jenny Stenström Projektledare 070-329 92 21 jenst280
Dokumenthistorik Version Datum Ändringar Utförd av Granskare 0.1 2016-09-15 Första utkast. Samtliga projektmedlemmar 0.2 2016-09-19 Andra utkast. Samtliga projektmedlemmar 0.3 2016-09-21 Tredje utkast. Samtliga projektmedlemmar 1.0 2016-09-23 Första version. Samtliga projektmedlemmar
Innehåll 1 Översiktlig beskrivning av projektet 1 1.1 Projektets bakgrund....................................... 1 1.2 Syfte och mål........................................... 1 1.3 Leveranser............................................. 1 1.4 Begränsningar........................................... 1 2 Fasplan 1 2.1 Före projektstart......................................... 2 2.2 Under projektet.......................................... 2 2.3 Efter projektet.......................................... 2 3 Organisationsplan för hela projektet 2 3.1 Villkor för samarbete inom projektgruppen.......................... 2 3.2 Definition av arbetsinnehåll och ansvar inom projektgruppen................ 2 3.3 Övriga inblandade i projektet.................................. 3 3.4 Organisationsdiagram...................................... 3 4 Dokumentplan 3 5 Utvecklingsmetodik 4 6 Utbildningsplan 4 6.1 Egen utbildning.......................................... 4 6.2 Kundens utbildning....................................... 5 7 Rapporteringsplan 5 8 Mötesplan 5 9 Resursplan 5 9.1 Personer.............................................. 5 9.2 Material.............................................. 5 9.3 Lokaler.............................................. 6 9.4 Ekonomi.............................................. 6 10 Milstolpar och beslutspunkter 6 10.1 Milstolpar............................................. 6 10.2 Beslutspunkter.......................................... 7 11 Aktiviteter 7 11.1 Dokumentation.......................................... 7 11.2 Beslut............................................... 7 11.3 Positionering........................................... 8 11.4 Reglering............................................. 8 11.5 Styrning.............................................. 8 11.6 Detektering............................................ 8 11.7 Kartläggning........................................... 8 11.8 Kommunikation.......................................... 8
11.9 Sensor............................................... 9 11.10MiniTruckAppen......................................... 9 11.11Säkerhet.............................................. 9 11.12Övergripande aktiviteter för projektet............................. 9 12 Relation mellan milstolpar, aktiviteter och krav 9 13 Tidsplan 10 14 Förändringsplan 10 15 Kvalitetsplan 10 15.1 Granskningar........................................... 10 15.2 Testplan.............................................. 10 16 Riskanalys 10 17 Prioriteringar 11 18 Projektavslut 11 Referenser 12
1 1 Översiktlig beskrivning av projektet 1.1 Projektets bakgrund Den stora trenden inom lagerhanteringen är en ökad automatiseringsgrad. Toyota har därför inlett en storsatsning på automatiserade truckar. Detta projekt går ut på att tillämpa sensorfusion och automatisering på en mindre modell av en verklig truck. Denna modell kan användas till forskning samt demonstrera vad den verkliga hårdvaran kan utföra t.ex. på mässor. 1.2 Syfte och mål Syftet med detta projekt är att vidareutveckla trucken för en ökad och förbättrad nivå vad gäller lokalisering, ruttplanering och autonomi. Med detta följer även nödvändiga uppdateringar av mjukvarumodeller och simuleringsmiljö. 1.3 Leveranser Projektet bygger på LIPS-modellen och varje beslutspunkt har en eller flera variabler. Variablerna är de följande: BP2: Kravspecifikation, projektplan med inkluderad tidsplan samt en systemskiss. BP3: Designspecifikation och testplan. BP4: Den funktionalitet som krävs för att kunna göra ruttplanering dvs. Visa hur nuvarande karta kan förbättras med tex. sensorfusion eller 3D-karta. Förbättra positionering på kartan Planera en rutt från nuvarande position till en annan angiven position. BP5: All funktionalitet, testprotokoll, användarhandledning och föredrag som visar att kraven i kravspecifikationen är uppfyllda. BP6: Teknisk rapport, posterpresentation samt efterstudie med uppföljning av resultat och använd tid. 1.4 Begränsningar Trucken kan endast framföras på plant underlag vilket medför begränsningar på testmiljön för den fysiska trucken. Varje projektmedlem i kursen har budgeterat 240 timmar till projektet. Projektets omfattning måste därför anpassas till detta. 2 Fasplan Projektet genomförs enligt LIPS-modellen. [1] Modellen är indelad i tre faser: före-, underoch efterfasen. Respektive fas omfattning är beskrivet nedan.
2 2.1 Före projektstart Innan projektet sätts projektgruppen ihop och projektdirektiv sätts upp. Rollerna delas upp bland projektmedlemmarna. Kravspecifikation, systemskiss, projektplan och tidsplan ska lämnas in för godkännande av beställaren. 2.2 Under projektet I under-fasen ska större delen av projektet och dess aktiviteter utföras. Under denna fas ska projektet designas, konstrueras och testas. Utöver detta ska designspecifikation, testplan, testprotokoll och användarhandledning produceras och godkännas av beställaren. För närmare specificering se avsnitt 11 Aktiviteter. 2.3 Efter projektet Projektet ska utvärderas och avslutas. En efterstudie ska genomföras och material och nycklar lämnas tillbaka. Utöver detta ska projektet dokumenteras i form av en film, en hemsida och en poster. 3 Organisationsplan för hela projektet Organisationsplanen beskriver hur organisationen av projektet ser ut och hur kommunikationen ska ske mellan inblandade parter. 3.1 Villkor för samarbete inom projektgruppen Löpande kommunikation mellan gruppmedlemmar sker över Slack. De dokument som ska lämnas in till kursledningen skrivs i L A TEX och sparas på ShareLaTeX medan övriga dokument sparas på Google Drive. För delning och versionshantering av kod används GitLab. Kommunikation med beställare, kund och examinator sköts över mejl av projektledaren. 3.2 Definition av arbetsinnehåll och ansvar inom projektgruppen Projektledare: Huvudansvarig för projektet och att projektmålen uppfylls. Ansvarar för kommunikation mellan projektgrupp och kund och beställare. Dokumentansvarig: Ansvarar för att dokumenten som skrivs följer standarden, att de blir granskade och att de lämnas in i tid. Mjukvaruansvarig: Ansvarar för att se till att koden som skrivs uppfyller Googlestandard, är välstrukturerad och kommenterad. Testansvarig: Ansvarar för att testplan skrivs och att testerna genomförs. Designansvarig: Ansvarar för designskissen upprättas och att denna, i största möjliga mån, efterföljs.
3 Integrationsansvarig: Ansvarar för integrationen mellan de olika modulerna och att ändringar som projektgruppen och Toyota gör är kompatibla med varandra. Informationsansvarig: Ansvarar för att hemsida, poster, video och presentationer produceras. 3.3 Övriga inblandade i projektet Utöver gruppmedlemmarna finns följande personer med ansvarsområden enligt nedan. Beställare - Andreas Bergström. Ansvarar för kontakt mellan kund och projektgrupp. Kund - Toyota Material Handling, Emil Selse. Handledare LiU - Erik Hedberg. Resurs för tekniska frågor. Handledare Toyota - Samuel Lindgren. Resurs för tekniska frågor samt ROS m.m. Examinator - Daniel Axehill 3.4 Organisationsdiagram Organisationsdiagrammet nedan definierar aktörerna i projektet samt mellan vilka personer den huvudsakliga kommunikation sker. Kund Beställare Examinator Projektledare Projektgrupp Handledare Expert 4 Dokumentplan I tabellen nedan listas de dokument som under projektets gång ska genereras. Ansvarig för att detta görs och lämnas in i tid är dokumentansvarig. Dokumenten godkänns av beställare.
4 Dokument Syfte Distribueras till Beställningspunkt Kravspecifikation Specifiera de krav som ställs på Beställare BP2 det slutgiltiga systemet. Översiktlig systemskiss En översiktlig bild av systemet i sin helhet. Beställare BP2 med Beskrivning av projektet samt Beställare BP2 aktivitetslista dess ingående aktiviteter. Översiktlig tidsplan Plan över hur mycket tid som Beställare BP2 kommer läggas inom respektive aktivitet. Designspecifikation Beskriver hur systemet är konstruerat. Beställare BP3 Enkel testplan Beskrivning av de tester som Beställare BP3 kommer att utföras på systemet. Testprotokoll Resultat från tester av systemet. Beställare BP5 Användarhandledning Beskrivning för användande av Beställare BP5 systemet. Teknisk rapport Rapport som beskriver den tekniska Beställare BP6 delen av projektet. Efterstudie Utvärdering av projekt. Beställare BP6 Mötesprotokoll Sammanfattning av mötesdiskussionerjektgrupp Beställare och pro- Sker veckovis Statusuppdatering Nulägesrapportering till beställare. Beställare och kund Sker veckovis Tidsrapportering Rapportering av hur mycket tid Beställare Sker veckovis och på vilka aktiviteter varje enskild person lagt på projektet. Protokoll över beslutspunkter Beskriver de beslut som tas i projektet. Beställare Sker veckovis 5 Utvecklingsmetodik Största delen av projektet innefattar mjukvaruutveckling. För detta har en dator tillhandahållits från Toyota där största delen av utvecklingen kommer att ske. Om möjligt kommer även utveckling ske via projektmedlemmarnas egna datorer. Ett krav är att all kod som utvecklas ska vara kommenterad samt uppfylla allmänt rådande standarder. 6 Utbildningsplan I detta avsnitt presenteras den utbildning som är nödvändig att genomföra, dels inom gruppen och dels mot kund. 6.1 Egen utbildning Gruppen måste sätta sig in i verktyget ROS samt vilken funktionalitet som finns i dagsläget.
5 6.2 Kundens utbildning En demonstration av den färdiga produkten och dess funktionaliteter kommer att ges till kunden. 7 Rapporteringsplan Tidsrapportering och statusrapportering lämnas in veckovis till beställaren och till kundens representant. Tidsplan: Fylls i av varje gruppmedlem och sammanställs till en gemensam rapport. Statusrapportering: Sammanställs av projektledaren efter dialog med gruppmedlemmarna. Båda dokumenten ska lämnas in senast 9:00 på fredagar. 8 Mötesplan Avstämningsmöten ska hållas varje vecka. Tid för möte är 13:15-15 på torsdagar och mötesplatsen är projektrummet. Dagordningen är enligt mötesmallen och vid varje möte ska ett mötesprotokoll upprättas. Dokumentansvarig ansvarar för att protokollet läggs upp i Google Drive. Närvaro förväntas av gruppmedlemmarna och eventuell frånvaro ska rapporteras i förväg. Projektledaren och beställaren har möten en gång per vecka för avstämmning. 9 Resursplan Resurserna som projektet har fått tilldelat presenteras nedan: 9.1 Personer Gruppmedlemmar: Gruppen består av sju studenter. Handledare: Till gruppens förfogande finns två handledare. En doktorand på ISY samt en anställd på Toyota. Beställare: Beställaren är en doktorand på ISY med vilken projektgruppen diskuterar krav och mål med projektet. Kund: Kund för projektet är Toyota Material Handling. 9.2 Material En dator med mjukvara för utveckling (ROS etc.) Tillgång till labb och utrustning hos Toyota vid ett antal tillfällen för testning.
6 9.3 Lokaler Projektgruppen har tillgång till ett projektrum som tillhandahålls av ISY. 9.4 Ekonomi Gruppmedlemmar: De sju gruppmedlemmarna har budgeterat 240 timmar var till projektet. Handledare/Kund: Handledaren på LiU har budgeterat 40 timmar. Toyota har budgeterat 40 timmar handledning och 80 timmar iordningställande av material. 10 Milstolpar och beslutspunkter Nedan presenteras beslutspunkter och milstolpar för projektet. 10.1 Milstolpar Nr Milstolpar Beskrivning Datum M1 Manuell styrning med Kunna styra trucken manuellt via Androidappen. 2016-10-07 MiniTruckAppen M2 Detektera hinder Möjlighet att kunna detektera hinder och placera 2016-10-07 ut dem på en karta. M3 Global positionering Använda sensorfusion för att kunna positioner 2016-10-14 sig i lagret. M4 Ruttplanering Möjlighet att utifrån en given karta kunna 2016-10-14 planera en rutt från en given punkt till en annan. M5 Linjereglering Kunna reglera efter en given rutt. 2016-11-11 M6 Pallyft Kunna positionera in sig under en pall med gafflarna och sedan lyfta upp/sänka ner dem. 2016-11-16 M7 Flytta låda autonomt Autonomt kunna plocka upp en känd pall i 2016-11-18 klart lagret och flytta den till en känd pallplats. M8 Avsökning av känt lager Kunna söka av ett lager efter pallar/pallplatser, 2016-12-02 klart där man vet vilka hinder som finns. M9 Avsökning av okänt lager Kunna söka av ett lager efter pallar/pallplat- 2016-12-02 klart ser, hinder och väggar. M10 Applikation klar Andriodappen ska var klar för att kunna skicka 2016-12-02 uppdrag/arbetsuppgifter till trucken. M11 Dokumentation klar All dokumentation ska vara klar. 2016-12-19
7 10.2 Beslutspunkter Beslutspunkt Beskrivning Datum BP 2 Kravspecifikation, systemskiss samt en projektplan med v.38 tillhörande tidsplan ska godkännas av beställaren. BP 3 En designspecifikation och en testplan godkännas av beställaren v.40 BP 4 Funktionaliteten som syftar till att göra ruttplanering presenteras v.45 för kund och beställare. BP 5 Testprotokoll och en användarhandledning presenteras för v.49 beställaren. All övrig funktionalitet enligt kravspecifikation ska presenteras. BP 6 Teknisk rapport, efterstudie godkänns av beställaren. Hemsida, poster och video ska vara färdigställda. v.50 11 Aktiviteter I detta avsnitt beskrivs alla aktiviteter som finns i projektet samt hur mycket tid de beräknas att ta. Aktiviteterna redovisas enligt exempeltabellen nedan. Aktivitetnr Beskrivning av aktivitet Planerad tid i timmar 11.1 Dokumentation 1 Kravspecifikation 100 2 inkl tidsplan 50 3 Systemskiss 50 4 Designspecifikation 130 5 Testplan 40 6 Testprotokoll 10 7 Användarhandledning 20 8 Teknisk rapport 120 9 Efterstudie 7 10 Presentation 10 11 Poster 10 12 Demofilm 20 13 Hemsida 20 11.2 Beslut 14 Sätta sig in i nuvarande ruttplanering. 20 15 Utveckla algoritm för ruttplanering. 30 16 Utveckla strategi för avsökning av lager. 20 17 Utveckla exekvering av truck för avsökning av lager. 30 18 Utveckla strategi för hämtning/lämning av pall autonomt. 40 19 Utveckla exekvering för hämtning/lämning av pall. 30 20 Utveckla strategi vid eventuella hinder. 10 21 Test av modul. 20
8 11.3 Positionering 22 Sätta sig in i hur positionering fungerar i nuläget. 30 23 Utreda andra alternativ. 15 24 Förbättra positionering i lagret. 30 25 Utveckla finpositionering för hämtning/lämning av pall. 100 26 Test av modul. 15 11.4 Reglering 27 Sätta sig in i hur nuvarande linjeföljning fungerar. 30 28 Utreda olika reglerstrategier av linjeföljning. 20 29 Implementering av reglerstrategi för linjföljning. 70 30 Utveckla reglering för höj/sänkning av gafflar. 10 31 Test av modul. 20 11.5 Styrning 32 Sätta sig in och utvärdera styrhanteringen av truck. 10 33 Förbättra styrhantering av truck. 5 11.6 Detektering 34 Sätta sig in i nuvarande funktion. 20 35 Utveckla detektering av AR-koder. 10 36 Utveckla funktion för tydning av AR-koder. 5 37 Utveckla detektering av hinder. 10 38 Utveckla funktion för tydning av hinder. 5 39 Test av modul. 10 11.7 Kartläggning 40 Sätta sig in i hur den nuvarande karläggningsfuntionen fungerar. 20 41 Utveckla funktionalitet för lagring av pallar/pallplatser. 30 42 Förbättra kartläggningsfunktion. 10 11.8 Kommunikation 43 Sätta sig in i hur kommunikationen fungerar, truck mot extern utrustning. 44 Upprätta kommunikation mellan truck och MiniTruckAppen. 10 5
9 11.9 Sensor 45 Sätta sig in i sensordatahantering. 10 46 Planera och testa ny sensorplanering. 10 47 Sensorvalidering simulering vs. verklighet. 10 48 Formatera sensordata till önskvärt format. 10 11.10 MiniTruckAppen 49 Sätta sig in i befintlig applikation. 12 50 Utveckla funktionalitet för manuell styrning. 5 51 Utveckla funktionalitet för autonoma uppdrag. 20 52 Grafisk utveckling av applikationen. 10 53 Test av applikation. 10 11.11 Säkerhet 54 Implementering av säkerhetsfunktioner. 20 55 Testning av säkerhetsfunktioner. 10 11.12 Övergripande aktiviteter för projektet 56 Sätta sig in i ROS. 28 57 Integration av moduler. 30 58 Projektledning. 39 59 Projektmöten. 91 60 Beställar- och kundmöten. 44 61 Resurstid. 34 12 Relation mellan milstolpar, aktiviteter och krav För att tydliggöra relationen mellan våra milstolpar, aktiviteter och krav [2] presenteras här en tabell över vilka aktiviteter och krav som ska vara uppfyllda till varje milstolpe. Generella aktiviteter och krav som inte hör till en specifik milstolpe har utelämnats men ska vara uppfyllda vid leverens till kund.
10 Milstolpe Aktivitet Krav M1 32,33,43,44,49,50 17,18,20,21,22,32,33,34,35,36,37 M2 34,37,38,45,46,48 28 M3 22,23,24 23,24,29 M4 14,15 8,9 M5 27,28,29 13,14,16 M6 25,30,35,36 15,25,26,27 M7 18,19,20,54 1,11 M8 16,17,40,41,42 10 M9 16,17,40,41,42 30,31 M10 51,52 38,39,40 M11 1-13 60 13 Tidsplan Se appendix. 14 Förändringsplan Förändringar i projektet ska i första hand tas upp och försöka lösas inom projektgruppen. Vid behov av omförhandling av krav på grund av tidsbrist eller andra orsaker ska detta tas upp med beställaren. 15 Kvalitetsplan För att säkerställa produktens kvalitet och att kraven i kravspecifikationen är uppfyllda använder gruppen följande rutiner. 15.1 Granskningar Dokumentansvarig ansvarar för att dokumenten är korrekturlästa och har efterfrågat innehåll. Mjukvaruansvarig ansvarar för granskning av kod och att koden uppfyller kodstandard. 15.2 Testplan Varje delsystem ska testas var för sig för att säkerställa dess funktionalitet. Därefter ska integrationen mellan delsystemen testas för att slutligen kunna testa all funktionalitet på den fysiska trucken. 16 Riskanalys Nedan presenteras de risker som har identifierats i och kring projektet. Majoriteten av projektet genomförs i simuleringsmiljö varvid inga större risker för kan upptäckas. Dock ska funktionaliteterna testas och användas på en befintlig modell av en
11 truck. Då denna är tung och kan orsaka stora skador på personer och egendom är det viktigt att ny funktionalitet utvecklas med säkerhet i fokus. En annan risk som identifierats är osäkerheten i tidsplan. Denna risk kommer att hanteras genom att gruppen veckovis följer upp faktiskt tidsåtgång och justerar kommande tid efter detta. Om det uppstår större problem med att följa tidsplanen ska kraven omförhandlas med beställaren. 17 Prioriteringar Gruppens främsta prioritering är att uppfylla kraven på kravnivå 1 och bland dessa främst de kraven som syftar till att uppfylla milstolpe 7, Flytta en låda autonomt. Om det finns tid efter att kraven på kravnivå 1 är uppfyllda ska kraven på kravnivå 2 uppfyllas. 18 Projektavslut Efter projektets avslut ska en efterstudie genomföras. Dator ska lämnas tillbaka till kunden och nycklar till projektrummet ska lämnas tillbaka till ISY. Utöver detta ska projektet ha en egen hemsida på ISY:s server med information om projektet.
12 Referenser [1] C. K. Tomas Svensson, Projektmodellen Lips. Lund, Sverige: Studentlitteratur AB, 2011. [2] (2016, Sep.) Kravspecifikation - autonom styrning av gaffeltruck. LiU. Version 1.0.